transportowa termoregulacyjna ochronna i obronna homeostatyczna

Podobne dokumenty
Właściwości fizykochemiczne białek

Tkanki. Tkanki. Tkanka (gr. histos) zespół komórek (współpracujących ze sobą) o podobnej strukturze i funkcji. komórki. macierz zewnątrzkomórkowa

Połączenia międzykomórkowe i macierz zewnątrzkomórkowa. Połączenia międzykomórkowe. Połączenia międzykomórkowe. zapewniają : uszczelnienie komórek

Tkanki. Tkanki. Tkanka (gr. histos) zespół komórek współpracujących ze sobą (o podobnej strukturze i funkcji) komórki

biologia w gimnazjum UKŁAD KRWIONOŚNY CZŁOWIEKA

Dr inż. Marta Kamińska

Tkanki. Tkanki. Tkanki zwierzęce Tkanka (gr. histos) zespół komórek współpracujących ze sobą (o podobnej strukturze i funkcji) komórki

Geometria wiązania hemu w oksymioglobinie

Połączenia międzykomórkowe i macierz zewnątrzkomórkowa

(+) ponad normę - odwodnienie organizmu lub nadmierne zagęszczenie krwi

Substancje o Znaczeniu Biologicznym

PODSTAWY IMMUNOLOGII Komórki i cząsteczki biorące udział w odporności nabytej (cz. III): Aktywacja i funkcje efektorowe limfocytów B

Klub Honorowych Dawców Krwi PCK

Wykłady z anatomii dla studentów pielęgniarstwa i ratownictwa medycznego

Tkanki. Tkanki. Tkanka (gr. histos) zespół komórek współpracujących ze sobą (o podobnej strukturze i funkcji) komórki

Równowaga kwasowo-zasadowa. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Temat: Przegląd i budowa tkanek zwierzęcych.

Układ krwiotwórczy. 4/3/2011 anatomia i fizjologia człowieka

Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu

KARTA ODPOWIEDZI konkurs z biologii dla uczniów szkół podstawowych ETAP SZKOLNY

Układy: oddechowy, krążenia,

OPTYMALNY POZIOM SPOŻYCIA BIAŁKA ZALECANY CZŁOWIEKOWI JANUSZ KELLER STUDIUM PODYPLOMOWE 2011

Niedokrwistość normocytarna

Układ wydalniczy (moczowy) Osmoregulacja to aktywne regulowanie ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych w celu utrzymania homeostazy.

Krew ZAKŁAD FIZJOLOGII ZWIERZĄT, INSTYTUT ZOOLOGII WYDZIAŁ BIOLOGII, UNIWERSYTET WARSZAWSKI

biologiczne mechanizmy zachowania seminarium + laboratorium M.Eng. Michal Adam Michalowski

Równowaga kwasowo-zasadowa. Zakład Chemii Medycznej PUM

JAK DZIAŁA WĄTROBA? Wątroba spełnia cztery funkcje. Najczęstsze przyczyny chorób wątroby. Objawy towarzyszące chorobom wątroby

Profil metaboliczny róŝnych organów ciała

Program zajęć z biochemii dla studentów kierunku weterynaria I roku studiów na Wydziale Lekarskim UJ CM w roku akademickim 2013/2014

Zadania zawarte w arkuszach egzaminacyjnych CKE w latach Układ krążenia zadania

MECHANIZM NEUROHORMONALNY

TEMATYKA WYKŁADÓW Z PATOLOGII PIELĘGNIARSTWO

Całość procesów związanych z utrzymaniem krwi w stanie płynnym w obrębie łożyska naczyniowego

FIZJOLOGIA CZŁOWIEKA

Zagadnienia seminaryjne w semestrze letnim I Błony biologiczne

Maksymalne wydzielanie potu w czasie wysiłku fizycznego może osiągać 2-3 litrów na godzinę zastanów się jakie mogą być tego konsekwencje?

Rodzaje autoprzeciwciał, sposoby ich wykrywania, znaczenie w ustaleniu diagnozy i monitorowaniu. Objawy związane z mechanizmami uszkodzenia.

Biologia komórki i biotechnologia w terapii schorzeń narządu ruchu

Białka układu immunologicznego. Układ immunologiczny

Komórka eukariotyczna

Źródła energii dla mięśni. mgr. Joanna Misiorowska

Przemiana materii i energii - Biologia.net.pl

Układ oddechowy. Wymiana gazowa = respiracja wymiana tlenu i dwutlenku węgla między środowiskiem zewnętrznym a organizmem.

Układ krwionośny. 1.Wymień 3 podstawowe funkcje jakie spełnia układ krwionośny Uzupełnij schemat budowy krwi

LP Panel tarczycowy 1. TSH 2. Ft3 3. Ft4 4. Anty TPo 5. Anty Tg. W przypadku występowania alergii pokarmowych lub wziewnych

Spis tre 1. Podstawy immunologii Mechanizmy immunopatologiczne 61

protos (gr.) pierwszy protein/proteins (ang.)

Analiza gazometrii krwi tętniczej

Lp. tydzień wykłady seminaria ćwiczenia

Bliskie spotkania z biologią METABOLIZM. dr hab. Joanna Moraczewska, prof. UKW. Instytut Biologii Eksperymetalnej, Zakład Biochemii i Biologii Komórki

Seminarium 1:

2. Plan wynikowy klasa druga

etyloamina Aminy mają właściwości zasadowe i w roztworach kwaśnych tworzą jon alkinowy

Geny, a funkcjonowanie organizmu

Transport makrocząsteczek

ZAKRES WIEDZY WYMAGANEJ PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ:

Przegląd budowy i funkcji białek

Bliskie spotkania z biologią. METABOLIZM część II. dr hab. Joanna Moraczewska, prof. UKW

3. Wymagania edukacyjne

Biologia. Klasa VII. Prywatna Szkoła Podstawowa i Gimnazjum im. Z. I J. Moraczewskich w Sulejówku

Podstawy fizjologii i patofizjologii nurkowania

CHOLESTONE NATURALNA OCHRONA PRZED MIAŻDŻYCĄ.

Chemiczne składniki komórek

Biologiczne mechanizmy zachowania - fizjologia. zajecia 5 :

VITA-MIN Plus połączenie witamin i minerałów, stworzone z myślą o osobach aktywnie uprawiających sport.

Biochemia zadymionych komórek

Metabolizm białek. Ogólny schemat metabolizmu bialek

Lp. Zakres świadczonych usług i procedur Uwagi

Aminokwasy Peptydy Białka

Zakres materiału nauczania biologii dla 3-letniego liceum ogólnokształcącego- klasy stacjonarne i zaoczne SEMESTR IV

Antyoksydanty pokarmowe a korzyści zdrowotne. dr hab. Agata Wawrzyniak, prof. SGGW Katedra Żywienia Człowieka SGGW

BADANIE PŁYNU MÓZGOWO-RDZENIOWEGO

Kategoria żywności, środek spożywczy lub składnik żywności. Warunki dla stosowania oświadczenia

TEMATYKA WYKŁADÓW Z PATOLOGII FIZJOTERAPIA

Nieprawidłowe odżywianie jest szczególnie groźne w wieku podeszłym, gdyż może prowadzić do niedożywienia

Tułów człowieka [ BAP_ doc ]

Organizacja tkanek - narządy

Informacje. W sprawach organizacyjnych Slajdy z wykładów

CHOROBY AUTOIMMUNIZACYJNE

Tętno /liczba skurczów serca na minutę przed ćwiczeniem

Krew-najważniejsze informacje

Co może zniszczyć nerki? Jak żyć, aby je chronić?

Zaznacz wykres ilustrujący stałocieplność człowieka. A. B. C. D.

KURS PATOFIZJOLOGII WYDZIAŁ LEKARSKI

Created by Neevia Document Converter trial version Created by Neevia Document Converter trial version

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA 1) z dnia 25 kwietnia 2006 r. w sprawie wymagań dla kandydata na dawcę komórek, tkanek lub narządu

CIAŁO I ZDROWIE WSZECHŚWIAT KOMÓREK

Diagnostyka izolowanego białkomoczu u dzieci, białkomocz czynnościowy. Prof. dr hab. Anna Wasilewska

Transportowane cząsteczki CO O, 2, NO, H O, etanol, mocznik... Zgodnie z gradientem: stężenia elektrochemicznym gradient stężeń

CORAZ BLIŻEJ ISTOTY ŻYCIA WERSJA A. imię i nazwisko :. klasa :.. ilość punktów :.

SEMINARIUM 8:

DLA PLACÓWKI EDUKACJI USTAWICZNEJ EFIB mgr Weronika Szaj, wszelkie prawa zastrzeżone

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH

Czynność wątroby. Fizjologia człowieka

Badanie płynów z jam ciała z wykorzystaniem analizatora Spotchem ez.

Suszona plazma krwi wspomoże zdrowotność prosiąt

POPRAWIA FUNKCJONOWANIE APARATU RUCHU CHRONI CHRZĄSTKĘ STAWOWĄ ZWIĘKSZA SYNTEZĘ KOLAGENU ZMNIEJSZA BÓL STAWÓW. Best Body

WYCIECZKA DO LABORATORIUM

Transkrypt:

Biochemia Krwi

Funkcje krwi: transportowa zaopatruje komórki w tlen i składniki odżywcze oraz usuwa zbędne produkty przemiany materii, metabolity pośrednie (np. kwas mlekowy w mięśniach). Ponadto krew przejmuje z gruczołów wydzielania wewnętrznego lub komórek wydzielniczych substancje biologicznie czynne np. hormony i roznosi je po całym organizmie termoregulacyjna odbiera ciepło z narządów, w których powstaje w nadmiarze (np. wątroba, pracujące mięśnie) i ogrzewa skórę poprzez którą następuje utrata ciepła ochronna i obronna bierze udział w unieczynnieniu obcych i szkodliwych dla organizmu substancji i komórki pochodzenia egzo- i endogennego homeostatyczna utrzymuje stałe fizykochemiczne właściwości środowiska wewnętrznego, regulując zawartość wody, kwasów i zasad

OSOCZE KRWI Około 90% objętości osocza stanowi woda, a 6-8% wagowoobjętościowych osocza stanowią białka. Ponadto w skład osocza wchodzą sole nieorganiczne oraz wiele rodzajów związków chemicznych np. aminokwasy, hormony, tłuszcze. W osoczu znajduje się wiele rodzajów białek, wśród których najważniejsze to: Albumina: - najliczniej występujące białko globularne o m.cz. ok. 67 kda. - syntezowana w hepatocytach - utrzymuje ciśnienie onkotyczne krwi i bierze udział w resorpcji płynu tkankowego w żylnych naczyniach włosowatych krwionośnych, a tym samym reguluje objętość krwi - jest nośnikiem niektórych jonów (np.ca2+, Mg2+), toksycznych metali ciężkich oraz wielu substancji np. bilirubiny, leków, hormonów.

Białka osocza cd Globuliny: W skład surowicy krwi wchodzi kilka frakcji globulin: a1, a2, b i g- globuliny. we frakcji: - alfa-globulin zawarta jest ceruloplazmina, która wiąże i transportuje jony miedzi, - beta-globulin zawarta jest transferyna, która wiąże i transportuje jony żelaza, - gamma-globulin zawarte są immunoglobuliny Białka krzepnięcia krwi: fibrynogen, protrombina. Fibrynogen - białko osocza krwi wytwarzane w wątrobie, angażowane w końcowej fazie procesu krzepnięcia i przekształcane w białko fibrylarne fibrynę (włóknik), współtworzącą skrzep krwi. Lipoproteiny występujące w postaci pęcherzyków chylomikronów.

Surowica (serum) osocze krwi pozbawione białka fibrynogenu oraz innych składników biorących udział w krzepnięciu krwi (układ krzepnięcia). Objętość krwi zajmowana przez erytrocyty nazwana jest hematokrytem i stanowi ważny element diagnostyczny. Hematokryt krwi mężczyzn wynosi 40-50%, kobiet 35-45%, dzieci do 10. roku życia 35%, noworodków 45-60%.

Komórki krwi Wyróżnia się trzy zasadnicze typy komórek krwi = krwinek: Erytrocyty Leukocyty Trombocyty

Erytrocyty Ogólna liczba erytrocytów człowieka wynosi ok. 30 bln. Na ogół jednak podaje się ich liczbę w 1 ul (lub 1 mm3) krwi. We krwi obwodowej kobiet jest ich ok. 4,5 mln/ui, u mężczyzn - ok. 5 mln/ul. Liczby te mogą się zmieniać zależnie od wielu czynników, m.in. od ciśnienia atmosferycznego: ludzie żyjący na dużych wysokościach, w górach, mogą mieć do 8 mln erytrocytów w 1 ui.

Erytrocyt widziany z góry jest okrągłą komórką, o średniej średnicy 7-8 um. Ma wyraźne przejaśnienie w środku, a jego grubość w tej części wynosi do 2 um. Część obwodowa jest grubsza i mierzy ponad 2,5 um. Kształt erytrocytu jest dwuwklęsły. Ma to znaczenie w wykonywaniu funkcji, ponieważ dzięki niemu zmniejszają się średnie odległości cząsteczek hemoglobiny leżących w środku komórki od błony komórkowej. Usprawnia to proces wiązania gazów U wszystkich ssaków oraz u niektórych płazów ogoniastych, w przeciwieństwie do pozostałych kręgowców, dojrzałe erytrocyty są komórkami bezjądrzastymi.

Cytoszkielet zbudowany jest ze spektryny (białko 2 łańcuchowe zbudowane z podjednostki L i B połączone są ze sobą aktyną). Otoczka erytrocytów jest błoną półprzepuszczalną do wewnętrznej powierzchni otoczki przymocowane są ankiryny Ciśnienie osmotyczne panujące wewnątrz erytrocytów jest IZOTONICZNE. Przy zwiększeniu NaCl staje się hipertoniczne i erytrocyty obkurczają się, natomiast, gdy stężenie NaCl jest mniejsze, płyn staje się hipotoniczny i może dojść do rozpadu erytrocytu. NaCl > hipertoniczny = obkurczanie NaCl < hipotoniczny = rozpad

Głównym składnikiem erytrocytu jest hemoglobina Hb, której stężenie w komórce wynosi 340g/l co stanowi ok. 30% jego masy. Cząsteczka hemoglobiny jest tetramerem złożonym z dwóch par białkowych podjednostek. Nazwa hemoglobiny HbA1 HbA2 HbF α2β2 α2δ2 α2γ2 Pary podjednostek Rodzaje hemoglobiny: -A1 97% występowania u dorosłych -A2 2,5% -F 0,5% tzw. hemoglobina płodowa

Budowa hemoglobiny A2 A1 F dg

Krzywa wysycenia hemoglobiny tlenem

Krzywa wysycenia Hb a temperatura

Czynniki wpływające na wysycenie Hb tlenem

Hemoglobiny patologiczne

Hemoglobina S

Talasemie

Talasemia Alfa

Talasemia Beta

Specyfika metabolizmu erytrocytu

Główne cechy : Erytrocyty nie zawierają jądra, chromatyny Erytrocyty nie zawierają mitochondriów, a więc wytwarzają ATP w wyniku beztlenowej glikolizy do mleczanu (około 90%). Podczas glikolizy powstaje 2,3 BPG, a nie 1,3 BPG. Modyfikuje wiązanie О 2 z hemoglobiną: niskie stężenie 2,3 BPG zwiększy powinowactwo hemoglobiny do О 2 PPP jest główną drogą wytwarzania równoważników redukcyjnych NADPH 2 do udziału w obronie komórek przed reaktywnymi formami tlenu Reakcje rezerwowe są głównym źródłem nukleotydów

Transport CO 2 z tkanek

Transport CO 2 do płuc

Efekt Bohra %Hb 4 O 8 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ph 7.8 ph 7.0 ph 7.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P o2 (mmhg) Efekt Bohra i jego wpływ na krzywą dysocjacji hemoglobiny

Niedobór dehydrogenazy glukozo 6 fosforanu (G6PD) skutkuje anemią megaloblastyczną

Reaktywne formy tlenu a żywotność krwinki czerwonej

Bariera antyoksydacyjna krwinki czerwonej Reduktaza hemoglobiny

Cały makrokompleks bierze udział w procesie oddychania, a wszystkie składowe są powiązane strukturalnie i czynnościowo. Ta sieć oddziaływań jest niezbędna do wykonywania przez erytrocyt jego głównego zadania, czyli transportu tlenu i dwutlenku węgla. W obecności wody, pod wpływem enzymu anhydrazy węglanowej (CAII) dwutlenek węgla ulega hydratacji do kwasu węglowego i powstają jony HCO3- i H+. Białko pasma 3 przenosi jony HCO3- poza komórkę wymieniając je na Cl-. Następnie jony H+ oddziałują na hemoglobinę, która uwalnia O2. Ponieważ HCO3- jest lepiej rozpuszczalny niż CO2, proces ten ułatwia transport CO2 i uwalnianie O2 w tkankach i jest odwrócony w płucach. N-końcowa domena cytoplazmatyczna białka pasma 3 wiąże hemoglobinę i enzymy glikolityczne. Makrokompleks białka pasma 3 z polipeptydami Rh działa jak metabolon wymiany O2/CO2, natomiast białko RhAG może być niespecyficznym kanałem dla tlenu i dwutlenku węgla. Cząsteczki adhezyjne, głównie ICAM-4 i CD47, mogą uczestniczyć w oddziaływaniu erytrocytu ze śródbłonkiem naczyniowym, ułatwiając wymianę gazową.

SCHEMAT BUDOWY CYTOSZKIELETU ERYTROCYTÓW Średnica erytrocytu wynosi 8 μm, mimo to jest on w stanie przecisnąć się przez naczynie włosowate o średnicy 3 μm ulegając znacznej deformacji. Odkształcenie erytrocytu jest możliwe dzięki budowie jego cytoszkieletu, mianowicie dzięki współdziałaniu pomiędzy białkami błony erytrocytu (Segmetu 3 i glikoforyny A i C) oraz jego cytoplazmy (spektryny, ankiryny i białek 4.1 i 4.2). Defekty tych białek prowadzą do zaburzeń budowy i funkcji erytrocytów. Przykładem takich zaburzeń jest sferocytoza choroba dziedziczna krwi. Najczęstsze anomalie dotyczą białek ankiryny i spektryny

składniki układu buforowego Białka osocza kontrola dystrybucji płynów krew przestrzeń pozakomórkowa (albumina) funkcje transportowe nośniki hormonów, metabolitów, metali, leków enzymy, regulatory receptory białka układu krzepnięcia białka odpornościowe immunoglobuliny, układ dopełniacza hormony materiał odżywczy, a także zapasowy w stanach głodu

Zaburzenia proporcji, a także stężeń poszczególnych białek mogą świadczyć o: Nieprawidłowej funkcji narządów: nerek, wątroby, gruczołów dokrewnych Obecności procesu zapalnego Patologiach układu immunologicznego Chorobie nowotworowej Chorobach mózgu czy opon mózgowo- rdzeniowych

Hipoproteinemia obniżenie stężenia białka całkowitego w osoczu za krytyczny poziom białka przyjmuje się wartość 45 g/l (albumina poniżej 20 g/l) PRZYCZYNY: 1. Zahamowanie syntezy białek w wątrobie (hipoalbuminemia) o o o niedobory białek w diecie zaburzenia wchłaniania zakażenia przewodu pokarmowego, mukowiscydoza, ch. autoimmunologiczne uszkodzenia wątroby: marskość, przerzuty nowotworowe

2. Zespoły utarty białka o nerkowe (kłębuszkowe zapalenie nerek, cukrzyca, zakrzepica żył nerkowych, toczeń rumieniowaty trzewny o jelitowo- żołądkowe (stany zapalne śluzówki, uchyłki jelita, polipowatość, choroba trzewna, popromienna, nowotwory złośliwe, zaburzenia odpływu chłonki o skórne ( rozległe oparzenia, dermatozy: łuszczyca, pęcherzyca) o wysiękowe ( rozległe obrzęki, zapalenie płuc, opłucnej) o ciężkie stany kataboliczne (sepsa, wysoka gorączka) o krwawienia/ krwotoki

Hiperproteinemia zwiększone stężenie białka całkowitego w osoczu krwi (ponad 80 g/l) PRZYCZYNY: 1. Zwiększona produkcja jednej lub wielu klas immunoglobulin o Immunoglobulinemie poliklonalne o Immunoglobulinemie monoklonalne

Albumina Białko syntetyzowane w wątrobie Pełni rolę transportera: bilirubiny/hormonów/ witamin/ pierwiastków śladowych/ WKT/ leków/ substancji wchłoniętych z jelit i wątroby Spadek stężenie albuminy o 2 g% powoduje ucieczkę płynów przez łożysko naczyniowe i wyzwala obrzęki Zwykle występuje jeden rodzaj albuminy (bardzo rzadko 2 rodzaje: bisalbuminemia)

Białka ostrej fazy BOF grupa białek syntetyzowanych głównie w wątrobie w przebiegu: - martwicy (uraz/zawał), - ostrych i przewlekłych stanów zapalnych, - schorzeń nowotworowych po uwolnieniu do krążenia stają się częścią niespecyficznej odpowiedzi immunologicznej rola BOF jest ochrona organizmu przed skutkami stanu zapalnego

BOF możemy podzielić wg różnych kryteriów: Pozytywne: Negatywne: α1-antytrypsyna α1-kwaśna glikoproteina albumina transferyna haptoglobina fibrynogen ceruloplazmina CRP białka układu dopełniacza

Białka pierwszego rzutu: Stężenie wzrasta już po 6h, a po 24 h osiąga 100% wyższe st. niż wartość prawidłowa CRP SAA ( surowiczy amyloid A) Białka drugiego rzutu: Ich synteza po 24h od zadziałania bodźca: a1 kwaśna glikoproteina

Białka, których stężenie wzrasta 1000X SAA CRP 3. Białka, których stężenie wzrasta 2-5x α1-antytrypsyna α2- makroglobulina fibrynogen haptoglobina Białka, których stężenie wzrasta o 50% wartości wyjściowej ceruloplazmina składniki układu dopełniacza

Wybrane BOF 1. α1-kwaśna glikoproteina ( AAG) AAG Przewlekłe stany zapalne Zawał Choroby stawów Obecna w moczu w zespołach nerczycowych 2. a1-antytrypsyna (AAT) Ciąża AAG Ciężkie uszkodzenia wątroby Zespoły utraty białka Wyniszczenie, niedożywienie Niedobór/ brak AAT: o przedłużająca się żółtaczka noworodków

3. Haptoglobina wiązanie i transport Hb uwolnionej podczas hemolizy masywna hemoliza kończy się zniknięciem Hp z krążenia i zespołem hemolityczno - uremicznym aktywator angiogenezy 4. Białko C reaktywne wzrost w stanach ostrej fazy zapalenia jest najszybszy i największy umiarkowany wzrost CRP obserwuje się w: ciąży, kolagenozach, wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego, infekcjach bakteryjnych znaczny wzrost CRP obserwuje się w: pierwszej dobie po znacznym urazie (zawał/ odrzucenie przeszczepu)

5. Ceruloplazmina białko wiążące atomy Cu, pełni rolę katalizatora przy utlenianiu Fe+2 do Fe+3 niedobór CER prowadzi do choroby Wilsona (odkładanie wolnej Cu w tkankach wątrobie, mózgu, nerkach, innych) wzrost - CER (późny): o o procesy zapalne, martwica ciąża, doustna antykoncepcja 6. Transferyna transport Fe wzrost TRF w anemiach z niedoboru Fe, ciąży, terapii estrogenowej obniżenie TRF o o stany zapalno-immunologiczne upośledzenie funkcji wątroby

Prokalcytonina- wczesny marker stanu septycznego W infekcjach narasta szybciej niż CRP!! Wartości normalne < 0.5 Przewlekłe zapalenia < 0.5 Zakażenia wirusowe (np. HBV) < 0.5 Łagodne lub ograniczone < 0.5 zakażenia bakteryjne Zapalenie płuc 0.5-10 Wstrząs 0.5-2 Sepsa, 10-100

Grupa białek o podobnej budowie Immunoglobuliny Syntetyzowane przez limfocyty B w odpowiedzi na przedostające się do organizmu antygeny Na podstawie różnic w budowie łańcuchów ciężkich (α,δ,ε,γ,μ) wyróżniamy odpowiednio pięć klas: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM.

Niedobory przeciwciał - hipogammaglobulinemie: Pierwotne wrodzone Izolowane niedobory IgA lub IgM Wtórne - nabyte (związane z chorobą) Nowotwory układu chłonnego Agammaglobulinemia u chłopców ( Ig) Kombinowany niedobór przeciwciał Niedobór przeciwciał z trombocytopenią ( IgM) Po usunięciu śledziony Jelitowe i nerkowe zespoły utraty białka Anemia złośliwa Zaburzenia dojrzewania Ig u dzieci

Nadmiar immunoglobulin - hipergammaglonulinemie: POLIKLONALNE IgM Ostre stany zapalne Ostre wirusowe zapalenie wątroby MONOKLONALNE grupa chorób nowotworowych limfocytów B IgG IgA Marskość żółciowa wątroby Zakażenia pasożytami Przewlekłe stany zapalne, przewlekłe WZW AIDS Choroby autoimmunizacyjne Sarkoidoza Przewlekłe stany zapalne Marskość wątroby Enteropatie Wczesne stadia autoimmuniazacji Choroby dróg oddechowych Szpiczak Makroglobulinemia Waldenström (IgM) Przewlekłe białaczki limfatyczne Chłoniaki Łagodne gammapatie monoklonalne

Biochemia macierzy zewnątrzkomórkowej

Skład macierzy zewnątzkomórkowej (ECM) Komórki pochodzenia mezenchymalnego - fibroblasty - komórki mięsni gładkich - chondroblasty - osteoblasty - komórki nabłonka Matrix fibrylarna Matrix niefibrylarna Woda

Funkcje ECM Zapewnia wsparcie i zakotwiczenie komórek Reguluje i określa dynamiczne zachowanie komórek: - polarność komórek - różnicowanie komórek - przyczepność - migracja Zapewnia mechaniczne wsparcie dla architektury tkanek i narządów - wzrost - procesy regeneracyjne i lecznicze - określenie i utrzymanie struktury tkanki Miejsce dla aktywnej wymiany jonów, metabolitów i wody

Struktura ECM kolagen główny składnik ECM, tworzy podstawowe włókna elastyna - zapewnia elastyczność i rozciągliwość tkanki proteoglikany - heteropolisacharydy glikoproteiny strukturalne - fibronektyna, laminina

Kolagen Najbardziej obfite białko w organizmie, stanowi 25% -35% wszystkich białek całego ciała. Kolagen przyczynia się do stabilności tkanek i narządów. Utrzymuje ich integralność strukturalną. Ma dużą wytrzymałość na rozciąganie. Główny składnik powięzi, chrząstki, więzadeł, ścięgien, kości i skóry. Odgrywa ważną rolę w różnicowaniu komórek, ich polarności i ruchu. Bierze istotny udział w rozwoju i wzroście tkanek i narządów

Struktura kolagenu Kolagen jest nierozpuszczalną glikoproteiną Struktura pierwszorzędowa - G X A G A A G Y A G A A G X A G G - glicyna, X - prolina lub hydroksyprolina, Y lizyna lub hydroksylizyna, A inny aminokwas Prolina i hydroksyprolina stanowią około 1/6 całkowitej sekwencji, zapewniają sztywność łańcucha polipeptydowego. Cukry: glukoza i galaktoza

Synteza kolagenu

Wydzielanie Łączenie we włókna

Typowe ułożenie cząsteczek tropokolagenu we włóknie kolagenowym. Telopeptydy uczestniczą w sieciowaniu kowalencyjnym.

Interakcje kolagenu Kolagen formujący włókna i kolagen niewłóknisty Chrząstki Ścięgna

Klasyfikacja kolagenów Kolageny tworzące fibryle (I, II, III, V, X) Kolageny związane z włóknami (FACIT) Kolageny formujące sieci Kotwiczące włókna kolagenu Kolageny transmembranowe Kolageny błony podstawnej Inne kolageny o unikalnej funkcji

Główne typy kolagenu Kolageny formujące włókna Typ Skład molekularny Dystrybucja tkankowa I [a1(i) 2 2a(I)] Kości, więzadła, skóra, ścięgna, rogówka II [a1(ii)] 3 Chrząstka, ciało szkliste, jądro miażdżyste III [a1(iii)] 3 Skóra, ściany naczyń, włókna siatkowe większości tkanek (płuc, wątroby, śledziony itp.) V a1(v)a2(v)a3(v) Płuca, rogówka, kości, błony płodowe wraz z kolagenem typu I. XI a1(xi)a2(xi)a3(xi) Chrząstka, ciało szkliste

Kolagen błony podstawnej IV [a1(iv) 2 a2(iv)]; a1 a6 Błona podstawna (np. nerki) Krótka nie-helikalna domena na końcu aminowym, długa domena powtórzeń Gly- X-Y z licznymi małymi przerwami i wysoce konserwatywna karboksylowa końcowa domena globalna NC1. Polimeryzuje do sieci wielokątnej z wiązaniami dwusiarczkowymi poprzez tetrameryzację między domenami na końcu aminowym i dimeryzację między domenami NC1.

Elastyna Elastyna jest głównym składnikiem białkowym tkanek, które wymagają elastyczności, takich jak tętnice, płuca, pęcherz, skóra i elastyczne więzadła i chrząstki. Składa się z rozpuszczalnego białka tropoelastyny zawierającego głównie glicynę i walinę oraz zmodyfikowane reszty alaniny i proliny. Tropoelastyna jest białkiem o masie około 65 kda, które jest silnie usieciowane, tworząc nierozpuszczalny kompleks. Łańcuchy polipeptydowe są usieciowane razem, tworząc gumopodobne, elastyczne włókna. Każda cząsteczka elastyny rozwija się do bardziej wydłużonej konformacji, gdy włókno jest rozciągane i będzie zwijać się samorzutnie, gdy tylko zniknie siła rozciągająca. Jaime Moore, Susan Thibeault Journal of Voice Volume 26, Issue 3 2012 269-275

Desmozyna - najczęstsze wiązanie poprzeczne między łańcuchami Oksydaza lizylowa przekształca grupy NH3 lizyny (hydroksylizyna) do reaktywnych aldehydów Usieciowanie desmozyny następuje samorzutnie. Elastyna

Proteoglikany Specjalna klasa glikoprotein, wysoce glikozylowane (95%). Białko rdzeniowe z jednym lub większą liczbą przyłączonych łańcuchów glikozaminoglikanów.

Glikozoaminoglikany (GAG) Długołańcuchowe, liniowe polimery węglowodanowe Naładowane ujemnie w warunkach fizjologicznych (ze względu na występowanie grup siarczanowych i kwasu uronowego). Podjednsotki disachrydowe: 1. kwas uronowy D-glukuronowy lub L-iduronowy 2. aminocukier N-acetylo glukozoamina (GlcNAc) lub N-acetylo galaktozoamina (GalNAc)

Aminokwasy i kwasy uronowe są najczęstszymi składnikami glikozaminoglikanów. - amino-cukry - OH w C-2 zastąpione jest grupą aminową. Ta grupa aminowa jest najczęściej acetylowana, a czasami siarczanowana. - kwasy uronowe - C-6 heksozy utlenia się do grupy karboksylowej.

Wiązanie GAG z białkiem rdzeniowym za pomocą specyficznego łącznika trisacharydowego

Kwas Hialuronowy i Siarczan Keratanu

Siarczan Chondroitiny i Siarczan Heparanu

Siarczan Dermatanu i Heparyna

Biosynteza Heparanu

Degradacja Heparanu

Występowanie glikozoaminoglikanów Proteoglikany można podzielić na kategorie w zależności od charakteru ich łańcuchów glikozaminoglikanowych. - Kwas hialuronowy (nie zawiera siarczanu) kompleks niekowalencyjny z proteoglikanami - Siarczan chondroityny chrząstka, kość - Siarczan dermatanu skóra, naczynia krwionośne - Siarczan heparanu błona podstawna, składnik powierzchni komórek - Siarczan Keratanu rogówka, kość, chrząstka

Funkcje Proteoglikanów 1. Organizowanie cząsteczek wody - odporność na kompresję - powrót do pierwotnego kształtu - odpychanie negatywnie naładowanych cząstecze 2. Zajmują przestrzeń między komórkami a kolagenem 3. Wysoka lepkość - płyn smarujący w stawac 4. specyficzne wiązanie z innymi makrocząsteczkami 5. Łącznik do włókien kolagenowych - formują sieci - w kości łączą się z solami wapnia (węglan wapnia, hydroksyapatyt) 6. Migracja i adhezja komórek - przejścia między komórkami 7. Mocowanie komórek do włókien matriks

Glikoproteiny strukturalne Bezpośrednie połączenie z kolagenem lub proteoglikanami - zakotwiczenie włókien kolagenowych w błonie komórkowej - kowalencyjne przyłączenie do lipidu błonowego Główne adhezyjne glikoproteiny strukturalne - fibronektyna - laminina

Fibronektyna Glikoproteina o wysokiej masie cząsteczkowej (~ 440 kda) Przymocowana do błony komórkowej przez receptor błonowy - integrynę. Sieciuje i stabilizuje inne składniki ECM Zwiększa adhezję komórek do składników macierzy zewnątrzkomórkowej (kolagen, fibryna i proteoglikany siarczanu heparanu). Związane z krzepnięciem krwi - rozpuszczalna FN sieciuje płytki razem za pomocą heparyny związanej z błoną

Struktura Fibronektyny dimer białkowy połączony na C-końcu przez połączenie S-S sztywne i elastyczne domeny domena wiążąca komórki RGD (Arg, Gly, Asp) - wiążące receptory w błonach komórkowych Domena RGD wiąże się z - kolagen typu I, II i III - siarczan heparyny - Kwas hialuronowy - fibryna

Funkcja Fibronektyny związana z adhezją komórek, różnicowaniem, wzrostem, migracją; zakotwiczenie blaszek podstawnych do innych ECM; fibronektyna plazmy tworzy skrzep krwi wraz z fibryną; związana z ruchem komórek - grupy komórek embrionalnych podążają szlakiem FN -- FN kieruje makrofagi na obszary ran

Struktura i funkcja Lamininy glikoproteina w kształcie krzyża 3 łańcuchy polipeptydowe domeny wiążą - kolagen typu IV - heparyna - siarczan heparanu receptor powierzchniowy RGD Adhezja komórkowa rola w różnicowaniu komórek zakotwiczenie glikoproteiny w warstwie podstawnej

Fibrilina Glikoproteina, niezbędna do tworzenia włókien elastycznych (otoczka otaczająca amorficzną elastynę) Produkowana przez fibroblasty. Grupa trzech białek, fibrylina-1, -2 i -3. Główna rola - utrzymanie integralności strukturalnej tkanek, regulacja cytokin - TGF-b U ludzi defekty genów fibryliny-1 i fibryliny- 2 są związane z chorobami, które wpływają na układ sercowo-naczyniowy, szkieletowy i oczny, w tym zespół Marfana.

Integryny Grupa transbłonowych receptorów białkowych, pośredniczy w wiązaniu między komórką a jej otoczeniem Integryny są odpowiedzialne za sygnalizację zewnętrzną, a także działają w trybie od wewnątrz. Łączą cytoszkielet z ECM Najlepiej znany jest receptor fibronektyny